Металлургический комплекс включает в себя все стадии производства черных и цветных металлов: добычу и обогащение руды, выплавку металлов, производство сплавов и проката, вторичный передел металлов. В комплекс входят и другие производства, связанные с выплавкой металла — коксовое, огнеупорное, флюсовое, магнезитовое и др.

Наряду с ТЭК, металлургия — базовая отрасль индустрии. Поэтому первые места по выплавке металлов удерживают развитые — США, Япония, Германия, Россия и Китай. Но, как и в случае с энергоресурсами, добыча металлических руд перемещается из развитых стран в развивающиеся.

СССР создал мощный металлургический комплекс, выпускавший практически все виды черных и цветных металлов и их сплавов, занимая первые-третьи места в мире по выплавке стали, производству проката, алюминия, платины, золота и других металлов. После распада страны в России осталась половина мощностей металлургии. В связи с сильным спадом в упал спрос на металлы. Общий спад в металлургии России оценивается в 35-40%, но к 2000 г. начался ее рост и сейчас достигнут уровень, близкий к 1990 г. Россия по объему выплавки металлов находится в первой пятерке государств мира, может увеличить их выпуск в 1,5-2,0 раза. Страна экспортирует металлы в Европу, США, Китай, что дает около 20% валютных поступлений страны. Однако из-за сильной конкуренции и таможенных барьеров отдельных стран Россия не может, хотя имеет возможность, увеличить экспорт и черных и цветных металлов.

Черная металлургия — одна из старейших отраслей промышленности России, возникшая в XVIII веке на Урале. Сегодня она дает 66 млн. т стали, занимая 4-е место в мире. К черной металлургии относится производство марганца, хрома и железа и их сплавов. В связи с падением спроса в машиностроении, особенно со стороны , более половины стали поступает на экспорт. Для сохранения этой отрасли в условиях рынка требуется ее технологическая перестройка.

В современной металлургии существует несколько технологий. До сих пор ее основой были крупные металлургические комбинаты полного цикла (доменная металлургия), производящие чугун, сталь, прокат. Они требуют близости крупных запасов руды, коксующегося угля, водных ресурсов, создания многих подсобных производств, большой рабочей силы, развитой инфраструктуры и энергетики. Хотя они дают более дешевый металл, но трудны для технологического обновления и являются сильным источником загрязнения окружающей среды. В России создано 8 таких комбинатов — на Урале, в Центральной России и , которые обеспечивают 2/3 производства черных металлов.

Более современной является электрометаллургия, позволяющая выплавлять сталь, минуя доменный процесс (т.е. выпуск чугуна), а также широко использовать лом и вторичный металл для переплавки (передельная металлургия). В европейских странах накопленное вторичное сырье удовлетворяет уже половину потребности в железной руде. Электрометаллургия позволяет более свободно размещать небольшие сталеплавильные цеха в любых центрах машиностроения, используя его отходы и выпуская марки стали нужного ассортимента и качества. В России существуют и такие производства, но их недостаточно для выпуска широкого спектра современных металлов.

Главными районами черной металлургии в России являются:

• Урал — дает половину стали и проката страны, основная выплавка которых идет на крупных комбинатах полного цикла — Магнитогорском — одном из крупнейших в мире, Нижне-Тагильском, Орско-Халиловском. На Урале много и заводов передельной металлургии, ферросплавов, легированных сталей, сортового проката, выпускающих качественный металл. Урал почти исчерпал свое сырье и ввозит железную руду из КМА и , уголь — из Кузбасса и Казахстана.
• Центр — дает 1/4 стали страны и использует железную руду КМА. Сталь выплавляется на комбинатах в Липецке и Старом Осколе (бездоменная электрометаллургия) и на заводах передельной металлургии — в Туле, Москве, Электростали. К этому району относится и крупнейший Череповецкий комбинат, созданный в месте пересечения потоков угля из Воркутинского бассейна и железной руды из и Мурманской обл.
• Кузбасс — база металлургии Сибири, дающая 1/5 металла страны за счет двух комбинатов полного цикла — в г. Новокузнецке. Здесь используется местный каменный уголь и железная руда из Горной Шории (Хакасия) и Иркутской обл. Однако сырьевая база ограничивает развитие металлургии.

В Сибири есть и заводы передельной металлургии — в Комсомольск-на-Амуре, Красноярске и др. В целом же черная металлургия — это отрасль с сильной концентрацией производства на небольшом числе крупных предприятий.

Перспективы черной металлургии связаны не с ростом ее производства, мощности которого достаточны, а с технологическим ее совершенствованием. Развитие электро- и передельных технологий поможет ей размещаться в соответствии с конкретными потребностями машиностроения, а также решить другие проблемы — улучшить экологические характеристики отрасли, повысить качество и разнообразить ассортимент продукции, что важно и для возрождающегося машиностроения страны, и для укрепления позиций на мировом рынке.

Цветная металлургия, как и черная, относится к числу старых отраслей промышленности, но в XX веке она существенно обновилась. В начале века ее основу составляли «тяжелые» металлы — медь, никель, свинец, цинк; затем на первое место вышли «легкие» металлы — алюминий, магний, титан в связи с развитием связи, авиации, космической техники и др. В 80-90-е гг. большое значение приобретают легирующие и редкие металлы — вольфрам, молибден, ванадий, ртуть, цирконий, и др., необходимые для получения сплавов с особыми свойствами. Всегда сохраняли свою особую роль благородные металлы — золото, серебро, платина.

В мире производится более 70 видов цветных металлов, но только в 4-х странах имеется полный их набор — в США, России, . Россия располагает почти всеми рудами цветных металлов и лишь некоторые, например, бокситы, хромиты, марганец, она ввозит. Получение большинства цветных металлов распадается на 2-3 стадии: обогащение руд, которое размещается у сырьевых источников; выплавка чернового металла — около источников тепла, энергии и воды, расход которых довольно велик; получение чистого металла — в районах его потребления.

В России главным районом выплавки алюминия стал Ангаро–Енисейский с заводами в Красноярске, Саяногорске, Братске, Шеле- хове (Иркутская обл.), а также Новокузнецке. Он занимает второе место в мире по объему производства. Выплавкой меди и других металлов выделяется Урал, где используются местные и привозные руды, а также вторичное сырье. Особое место в цветной металлургии занимают комплексные руды Таймыра и Мурманской обл., крупнейшие металлургические комбинаты которых выплавляют медь, никель, платину и другие, более редкие металлы. Производство свинца и цинка, вольфрама и молибдена размещается в Приморском крае и на . Россия выступает традиционным производителем золота и серебра с их добычей в Магаданской обл., Чукотском округе, Якутии, а с 60-х гг. в Якутии ведется добыча и алмазов.

Самыми крупными районами получения чистых металлов являются Центральный и Уральский, они же — их потребители. Главные отрасли-потребители — это авиация, связь, космическая техника, электроника, ядерная энергетика, робототехника и другие высокотехнологичные производства.

В связи с экономическим кризисом 90-х годов спрос на цветные металлы резко сократился, особенно в авиастроении, оборонном комплексе, связи — среди крупнейших их потребителей. Более чем на 2/3 снизилась выплавка алюминия, никеля, титана, магния, кобальта; в целом предприятия загружены на 40-50%. Цветная металлургия выживает за счет экспорта алюминия, золота, платины, палладия, титана находясь по их объему в первой пятерке государств мира.

Перспективы восстановления цветной металлургии связаны с общим оживлением экономики, и в первую очередь — с развитием отраслей научно-технического прогресса, а также производством современной бытовой техники, легких транспортных средств. Россия, располагая широким набором отраслей цветной металлургии, может развивать их в востребованном направлении.

Дата 9класс

Тема урока металлургический комплекс, черный метал.

Цели : Изучить структуру и значение металлургии. Познакомить с особенностя­ми черной металлургии и проблемами металлургии. Дать определения понятиям «комбинат», «металлургическая база». Дать характеристику металлургических баз.

Оборудование: Карта «Металлургия», коллекция «Черная металлургия» (камен­ный уголь, кокс, железняк-магнитный, красный, бурый, чугун, сталь).

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

1) Работа в группах по 4 человека. Учащиеся по очереди отвечают на вопросы домашнего задания (см. предыдущий урок). Один ученик отвечает, трое в группе его слушают. Учащиеся могут оценить ответ товарища и поставить оценку ему в тет­радь. Учитель в это время может заслушать ответы 4-х учеников и проставить им оценку в журнал. На ответ 2-3 минуты.

2) Выяснить, кто выполнил задание индивидуально по выбору (после работы в группе заслушать ответы на вопросы рубрик «Моя точка зрения», «Проблема ждет вашего решения», «Мой край в судьбе России»).

Устный опрос:

В чем преимущества и недостатки ГЭС?

Каково влияние на окружающую среду электроэнергетики?

Назовите наиболее «грязные» и «чистые» электростанции. Как можно уменьшить отрицательное влияние на окружающую среду ТЭС, ГЭС, АЭС?

По рис. 44, уч. Д., с. 129 определите районы страны, где производство эколо­гически чистой энергии наиболее перспективно? (Для использования ветра наиболее перспективны побережья морей Северного Ледовитого океана, где среднегодовая скорость ветра превышает 6 м/с; для использования при­ливов на ТЭС подходят заливы Баренцева и Белого морей (Мезенская губа), а также заливы Охотского моря - Пенженская губа и заливы на западном берегу моря; производство энергии на солнечных электростанциях возмож­но на Северном Кавказе, Нижнем Поволжье, на Алтае, где величина сум­марной солнечной радиации более 100 ккал/м2; термальные воды (на ГеоЭС) имеются в Западной Сибири, в Прибайкалье, на Камчатке.)

По рис. 43, уч. Д., с. 126 определите районы наибольших запасов гидро­энергоресурсов. В каких районах затраты на производство электроэнергии минимальны, а в каких - строительство ГЭС наиболее перспективно.

III. Изучение нового материала

Металлургический комплекс производит конструкционный материал - металл, который используется для изготовления машин, станков, оборудования многих за­водов, для строительства железных дорог и т. п. Основной потребитель металла ма­шиностроение. Металлургический комплекс состоит из черной и цветной металлур­гии. 90% производимого металла составляет черный металл - сталь.

Сегодня мы познакомимся с черной металлургией, придерживаясь общего плана изучения отрасли.

План на доске:

1. Значение отрасли в народном хозяйстве.

2. Состав, структура отрасли (типы предприятий, технологические особенности предприятий).

3. Особенности металлургии (концентрация производства, комбинирование, ма­териалоемкость).

4. Факторы и принципы размещения предприятий.

5. Металлургические базы России и крупнейшие предприятия, их связи по сы­рью и топливу.

6. Проблемы и перспективы развития отрасли.

Без металла сегодня не может развиваться экономика России. Такие отрасли, как автомобилестроение, военное производство, транспорт (железные дороги), судо­строение, строительство и др. не могут обходиться без стали.

Технологическая цепочка производства черной металлургии выглядит следую­щим образом:

[доменный цех| - [сталеплавильный цех] - |прокатный цех]

Работа с картой:

Найдите на карте атласа «Металлургия», или уч. А. с. 132, рис. 36, заводы пол­ного цикла. Где они расположены? (Нижний Тагил, Магнитогорск, Липецк, Череповец, Новокузнецку - большей частью у месторождений руды на Урале и в районе КМА.)

Основная часть металла производится на металлургических комбинатах.

Запись в тетрадь

Комбинат - это предприятия, на которых кроме металлургического производст­ва имеются производства других отраслей, связанных с основным технологически и экономически.

Какие заводы не относятся к металлургии? (Производство цемента и строй­материалов, азотно-туковый комбинат.)

Почему эти производства находятся в составе металлургического комбината? (Они работают на отходах основного производства: азотно-туковый комби­нат на побочной продукции цеха разделения воздуха, завод стройматериалов использует шлак-отходы доменного и сталеплавильного производства.)

Какова экономическая выгода комбинирования? (Уменьшаются перевозки и используются отходы для получения полезной продукции.)

Где же строят металлургические заводы? На размещение металлургических предприятий влияют сырьевой, топливный, потребительский, водный, транспортный и экологический факторы.

1. Металлургические заводы полного цикла размещают у сырья или у топлива или на потоках руды (сырья) и топлива.

2. Предельные заводы и заводы малой металлургии ориентируются на метал­лолом (отходы машиностроительных заводов), поэтому размещаются в крупных городах, ориентируясь на потребителя.

3. Металлургический завод - это еще и водоемкое предприятие, поэтому стро­ится у крупной реки, озера или пруда.

4. Металлургия - «грязная» отрасль, поэтому нельзя строить несколько метал­лургических заводов в одном городе. Нельзя превышать «экологический по­толок», это пагубно отразится на здоровье населения.

5. Металлургический завод не может работать без железной дороги, так как потоки сырья, топлива очень огромные.

Скопления металлургических заводов, использующих общую рудную или топ­ливную базу, и производящие основной металл страны, называют металлургической базой. В России 3 основные металлургические базы:

1. Уральская;

2. Центральная;

3. Сибирская.

Самостоятельно изучите металлургические базы России (уч. Д., с. 138-139; уч. А., с. 132-134; карта атласа «Металлургия»)1. Какое сырье используют заводы базы (свое или привозное)?

2. Качество добываемой руды.

3. Вид топлива (уголь).

4. Крупные заводы базы.

5. Проблемы базы.

Учащиеся в группах по столам могут проработать варианты одну базу и затем обсудить результаты работы в классе.

I. Закрепление

На контурной карте отметьте 3 базы, укажите месторождения руды, угля и крупные металлургические заводы.

Используя карты атласа «Металлургия», «Электроэнергетика», «Топливная промышленность», «Транспорт» определите перспективный район для строи­тельства металлургического завода полного цикла. (Это может быть район Нерюнгри, Чульман.)

Домашнее задание

По уч. Д.: §25-26, с. 139 вопросы 1-2, с. 135 вопросы 1-2.

По уч. А.: §30, с. 131-135 вопросы, с. 138 вопросы 2-6 и 10.

Индивидуальное задание (по уч. А., с. 139) «Моя точка зрения».

Опережающее задание

Подготовить сообщение о новых технологиях добычи руды (индивидуально).

Металлургическое производство на территории области возникло еще на рубеже третьего тысячелетия до нашей эры. В пределах Октябрьского и Сакмарского районов в те очень далекие времена разрабатывались Каргалинские медные рудники, из металла которых отливалось оружие и украшения.

В XVIII в. возникла железорудная и золотодобывающая промышленность. В начале XX в. появились первые небольшие металлургические заводы.

Однако наибольшее развитие металлургия получила в 30-60-х годах XX в., когда на базе открытых месторождений началось строительство медеплавильного комбината в Медногорске и никелевого в Орске. С освоением Гайского медно-колчеданового месторождения и пуском Орско-Халиловского металлургического комбината, в конце 50-х-начале 60-х годов, черная и цветная металлургия стали одними из главных отраслей промышленности области.

Рис. 110. Металлургический комплекс

Наличие в Восточном Оренбуржье крупных запасов разнообразного металлургического сырья, выгодное географическое положение на пересечении важнейших транспортных магистралей, близость крупных центров металлоемкого машиностроения способствовали созданию и размещению на востоке области крупной металлургической базы.

В настоящее время по стоимости продукции металлургический комплекс занимает второе место в структуре промышленного производства и наряду с топливно-энергетическим комплексом является одним из «китов» региональной индустрии (рис. 97).

Территориально почти все объекты металлургического комплекса размещены в пределах треугольника Кувандык - Домбаровский - Ириклинское водохранилище. На этом пространстве функционируют основные предприятия черной и цветной металлургии, разрабатываются наиболее крупные месторождения металлургического сырья.

Черная металлургия

Черная металлургия занимает видное место в структуре промышленного производства области. По стоимости продукции она уступает только нефтяной и газовой промышленности.

Отрасль представлена Орско-Халиловским металлургическим комбинатом (ОХМК) «НОСТА» - одним из крупнейших промышленных предприятий не только области, но и страны. Комбинат входит в число восьми самых крупных в России и в четверку самых крупных на Урале металлургических предприятий.

Вы знаете, что в связи со строительством больших промышленных объектов вокруг них вырастали целые города, например шахтерские или нефтегазодобывающие центры. ОХМК также является градообразующим предприятием. Одновременно с его строительством и развитием вырос г. Новотроицк с населением около 110 тыс. чел. Сегодня каждый четвертый житель города работает на комбинате.

Рис. 111. Производство стали в области, млн т

Рис. 112. Доменное производство

ОХМК «НОСТА» - предприятие полного металлургического цикла и включает в себя все стадии производства черных металлов (рис. 112-116).

Производственные мощности предприятия позволяют производить до 3,5 млн т чугуна, 4,5 млн т стали и 3,5 млн т проката в год.

Как и многие металлургические предприятия Урала ОХМК был построен на базе железорудных месторождений, в том числе уникального по составу сырья Новокиевского месторождения природно-легированной железной руды. В этой руде кроме железа содержатся такие ценные металлы, как никель, кобальт, хром, что значительно улучшает качество стали, расширяет ее применение.

Почти за 60 лет эксплуатации запасы месторождения значительно исчерпались и осложнились горно-геологические условия добычи. Поэтому в настоящее время комбинат использует в основном привозное сырье и топливо из различных регионов России и стран СНГ (рис. 110).

Предприятие поставляет на внутренний и внешний рынок высококачественныи прокат, около 100 марок легированной стали, единственный в мире хромоникелевый природно-легированный чугун, коксохимическую продукцию, известняк, шлакоблоки, огнеупорные изделия и другую продукцию. Комбинат производит сталь повышенного качества, с комплексом свойств, не имеющих аналогов. Новой конкурентоспособной продукцией предприятия являются листовые трубные заготовки (штрипсы).

Рис. 113. Электросталеплавильное производство

Рис. 114. Прокатное производство

Рис. 116. Коксохимическое производство

Продукцию комбината знают по всей стране и за ее пределами. Высококачественный металл предприятия используется для производства газо- и нефтепроводных труб, мостовых конструкций, в автомобиле- и авиастроении, тяжелом машиностроении, тракторостроении, судостроении, железнодорожном и сельскохозяйственном машиностроении.

Сталь ОХМК использовалась при изготовлении искусственных спутников Земли, космических орбитальных станций, металлических конструкций стадиона «Лужники» в Москве. Продукция комбината экспортируется во все государства СНГ и такие страны, как США, Великобритания, Италия, Испания, Нидерланды, Китай, Индонезия, Таиланд, Тайвань, Турция, Иран и др. (рис. 181).

Цветная металлургия

Оренбургская область входит в число регионов с развитой цветной металлургией. В области действуют 7 предприятий различных отраслей. При этом доминирует медная промышленность. Это связано с наличием крупных запасов медесодержащего сырья и, прежде всего, Гайского медно-колчеданного месторождения, которое называют «жемчужиной» Южного Урала. В нем сосредоточено около 80% запасов медных руд области и более 40% промышленных запасов меди Урала. Гайская руда кроме меди в своем составе содержит цинк, свинец, серебро, золото, серу, редкие металлы. Наряду с Норильским и Удоканским Гайское месторождение относится к числу крупнейших в России.

В настоящее время на месторождении остались залежи руд с низким содержанием меди. Это создает экономические проблемы в его дальнейшей эксплуатации. С другой стороны, наличие развитой транспортной инфраструктуры, близость рынков сбыта дает определенные перспективы добычи.

На базе Гайского месторождения работает крупнейшее предприятие отрасли на Урале - Гайский горно-обогатительный комбинат, который представляет собой горно-рудное предприятие, добывающее медно-цинковые и серосодержащие руды.

В состав комбината входят подземный и открытый рудники, обогатительная фабрика, на которой перерабатывается руда и получают медный, цинковый и пиритный (с большим содержанием серы) концентрат. Руда добывается в основном подземным способом. Работы ведутся на глубине до 700 м. Запасы разведаны на большую глубину и обеспечат функционирование предприятия на многие годы.

Обогатительная фабрика «Гранитная» - еще одно предприятие по добыче и обогащению медносодержащих руд работает на базе месторождения «Барсучий Лог». Руда, добываемая здесь открытым способом, имеет высокое содержание металлов: меди 2,8%, цинка 4,6%. Ежегодно предприятие добывает 800 тыс. т руды и производит до 15 тыс. т меди и цинка в концентрате.

Медногорский медно-серный комбинат способен производить до 40 тыс. т черновой (содержание меди 96-98%) и до 20 тыс. т. рафинированной меди (содержание меди 99,9%). Однако предприятие в настоящее время не работает на полную мощность из-за нехватки сырья.

Местная сырьевая база предприятия (Комсомольское, Яман-Касы, Блявинское месторождения) в значительной степени исчерпана и имеет сложные горно-геологические условия добычи. Технологические трудности переработки медных концентратов с высоким содержанием серы сдерживают поставки сырья с Гайского ГОКа.

Заключительная стадия производства в медной промышленности представлена заводами по обработке цветных металлов в Орске и Гае. Наиболее крупным предприятием является Гайский завод «Сплав», который производит различные виды медного и латунного проката (листы, полосы, ленты).

Рис. 117, а. Добыча руды на Гайском медно-колчеданном месторождении, млн т

Рис. 117, б. Доля содержания металлов и серы в руде Гайского медно-колчеданного месторождения

Рис. 118. Открытый и подземный рудники Гайского ГОКа

Рис. 119. Предприятие «Южуралникель»

Никелевая промышленность представлена комбинатом «Южуралникель» в Орске. В середине 90-х годов объемы производства на предприятии значительно сократились и оно оказалось на грани остановки. Главной причиной стало ухудшение условий поставки сырья прежде всего из Казахстана. Только к 2000 г. предприятие стало выходить на нормальный ритм работы.

Комбинат почти не использует никелевую руду расположенного в Светлинском районе Буруктальского месторождения, что связано с ее сложным химическим составом и отсутствием технологий ее качественной переработки. В последнее время предприятие работает в основном на рудах месторождений Урала. «Южуралникель» помимо никеля производит также кобальт, цена которого на мировом рынке за 1 т достигает 35-40 тыс. дол.

Южноуральский криолитовый завод в г. Кувандыке - предприятие алюминиевой промышленности - одно из двух предприятий страны, производящих криолит-электролит, без которого невозможно получить металлический алюминий.

Проверьте свои знания

1. Каковы особенности производства и размещения основных предприятий цветной металлургии?

2. Почему продукция ОХМК «НОСТА» пользуется высоким спросом на внутреннем и внешнем рынке?

3. В каких отраслях металлургического комплекса области существует полный производственный цикл (от добычи сырья до получения металла)? На каких предприятиях размещены производственные стадии этого цикла?

4. Почему ведущая роль в цветной металлургии области принадлежит медной промышленности?

5. В Нижний Новгород, Самару, Волгоград, Первоуральск, Челябинск, Набережные Челны, Минск, Санкт-Петербург поступает продукция ОХМК «НОСТА». На каких известных Вам предприятиях и производствах этих городов она, по Вашему мнению, используется?

6. Выполните задание 4 на с. 26 Учебных материалов.

Машиностроительный комплекс

· Какова роль машиностроения в экономике России?

· Каков состав машиностроительного комплекса?

>> Факторы размещения предприятий металлургического комплекса.

§ 23. Факторы размещения предприятий

металлургического комплекса. Черная металлургия

На размещение металлургических предприятий наибольшее влияние оказывают: 1) качество используемого сырья (руды); 2) применяемый для получения металла вид энергии; 3) география источников энергии и сырья (табл. 24).

Металлургические предприятия выгоднее всего создавать: 1) в районах добычи руд (Урал, Норильск); 2) в районах добычи коксующихся углей (Кузбасс) или производства дешевой электроэнергии (Восточная Сибирь); 3) на пересечении потоков руды и угля (Череповец). При размещении учитывают также обеспеченность водой, транспортными путями , необходимость охраны природы.

По карте атласа приведите примеры различных вариантов размещения металлургических предприятии.

Под действием рассмотренных факторов металлургические предприятия размещаются по территории страны не равномерно, а сгустками, получившими название основных металлургических баз.

Основная металлургическая база - группа металлургических предприятий, использующих общие рудные или топливные ресурсы для производства большого количества металла.

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

История человечества насчитывает не одну тысячу лет. На протяжении всего периода существования нашей расы отмечается стабильный технический прогресс, немаловажную роль в котором сыграло умение человека обращаться с металлом, создавать и добывать его. Поэтому вполне логично, что металлургия - это то, без чего невозможно представить наш быт, нормальное выполнение рабочих обязанностей и многое другое.

Определение

Прежде всего стоит разобраться с тем, как по-научному, с технической точки зрения, называют современную сферу производства.

Итак, металлургия - это раздел науки, техники, который охватывает процесс получения различных металлов из руды или иных материалов, а также все процессы, имеющие связь с трансформацией химического состава, свойств и структуры сплавов.

Структура

На сегодняшний день металлургия - это мощнейшая отрасль промышленности. Кроме того, она - обширное понятие, которое включает в себя:

• Непосредственное производство металлов.
• Обработку металлических изделий как в горячем, так и холодном виде.
• Сварку.
• Нанесение различных металлических покрытий.
• Раздел науки - материаловедение. Данное направление в теоретическом изучении физико-химических процессов ориентируется на познание поведения металлов, сплавов и интерметаллидов.

Разновидности

Во всем мире существует две основные отрасли металлургии - черная и цветная. Такая градация сложилась исторически.

Черная металлургия заключается в обработке железа и всех сплавов, в котором оно присутствует. Также эта отрасль подразумевает извлечение из недр земли и последующее обогащение руд , сталелитейное и чугунолитейное производство, прокат заготовок, производство ферросплавов.

К цветной металлургии причисляют работу с рудой любого металла, кроме железа. Кстати, условно делят на две большие группы:

Тяжелые (никель, олово, свинец, медь).

Легкие (титан, магний, алюминий).

Научные решения

Несомненно, что металлургия - это деятельность, требующая внедрения инновационных технологий. В связи с этим многие страны нашей планеты активно ведут исследовательские работы, целью которых является изучение и применение на практике самых разнообразных микроорганизмов, которые помогли бы решить, например, такой злободневный вопрос, как очистка сточных вод, являющихся обязательной составляющей металлургического производства. Помимо этого, уже стали реальностью такие процессы, как биологическое окисление, осаждение, сорбция и прочие.

Разделение по технологическому процессу

Заводы металлургии можно условно причислить к двум основным группам:

Пирометаллургии, где процессы протекают при очень высоких температурах (плавка, обжиг);

Гидрометаллургии, которая заключается в извлечении металлов из руд при помощи воды и прочих водных растворов с использованием химических реактивов.

Принцип выбора места постройки металлургического завода

Для того чтобы понять, на основе каких выводов принимается решение о возведении предприятия в том или ином месте, стоит рассмотреть основные факторы размещения металлургии.

В частности, если вопрос касается дислокации завода цветной металлургии, то здесь на первый план выходят такие критерии, как:

• Наличие энергоресурсов. Производство, связанное с обработкой легких цветных металлов, требует колоссального количества электрической энергии. Поэтому подобные предприятия возводят максимально близко к гидроэлектростанциям.
• Требуемое количество сырья. Разумеется, что чем ближе находятся залежи руды, тем, соответственно, лучше.
• Экологический фактор. К сожалению, страны постсоветского пространства не могут быть отнесены в категорию, где предприятия металлургии являются экологически безопасными.

Таким образом, размещение металлургии - сложнейший вопрос, решению которого следует уделять самое пристальное внимание с учетом всевозможных требований и нюансов.

Для формирования максимально подробной картины в описании обработки металлов важно указать на ключевые участки данного производства.

Предприятия черной металлургииимеют в своем составе несколько так называемых переделов. Среди них: аглодоменный, сталеплавильный, прокатный. Рассмотрим каждый из них детальнее.

Доменное производство

Именно на этом этапе осуществляют освобождение железа непосредственно из руды. Происходит это в доменной печи и при температуре свыше 1000 градусов Цельсия. Таким образом происходит выплавка чугуна. Свойства его будут напрямую зависеть от протекания процесса плавки. Регулируя плавление руды, можно в конечном счете получить один из двух передельный (используют в дальнейшем для производства стали) и литейный (из него отливают чугунные заготовки).

Производство стали

Соединяя железо с углеродом и, при необходимости, с различными легирующими элементами, в итоге получают сталь. Методов ее выплавки достаточно количество. Особо отметим кислородно-конверторный и электроплавильный, которые являются самыми современными и высокопродуктивными.

Конверторная плавка характеризуется своей скоротечностью и получением в итоге стали с требуемым химическим составом. Основу процесса составляет продувка кислородом через фурму, в результате чего чугун окисляется и трансформируется в сталь.

Электросталеплавильный способ - самый эффективный. Именно благодаря использованию дуговых печей можно выплавить самые качественные легированные марки стали. В подобных агрегатах нагрев загруженного в них металла происходит очень быстро, при этом есть возможность добавлять необходимое количество легирующих элементов. Кроме того, получаемая таким методом сталь имеет низкое содержание неметаллических включений, серы и фосфора.

Легирование

Этот процесс заключается в изменении состава стали посредством внедрения в нее рассчитанных концентраций вспомогательных элементов для последующего придания ей определенных свойств. В числе наиболее часто применяемых легирующих компонентов значатся: марганец, титан, кобальт, вольфрам, алюминий.

Прокат

Многие заводы металлургииимеют в своем составе прокатную группу цехов. В них производят как полуфабрикаты, так и уже полностью готовую продукцию. Сущность процесса заключается в пропуске металла в зазоре между вращающимися в противоположных направлениях стана. Причем ключевым моментом является то, что расстояние между валками должно быть меньше, чем толщина пропускаемой заготовки. За счет этого металл втягивается в просвет, перемещается и в итоге деформируется до заданных параметров.

После каждого пропуска зазор между валками делают меньше. Важный момент - зачастую металл недостаточно пластичен в холодном состоянии. И потому для обработки его заранее подогревают до требуемой температуры.

Потребление вторичного сырья

В современных условиях рынок потребления вторсырья как черных, так и цветных металлов неуклонно развивается. Во многом это обусловлено тем, что ресурсы руды, к огромному сожалению, не являются возобновляемыми. Каждый год их добычи существенно снижает запасы. Учитывая тот факт, что потребности в металлопродукции в машиностроении, строительстве, авиастроении, судостроении и прочих отраслях народного хозяйства неуклонно растут, вполне разумным выглядит решение развивать переработку уже отработавших свой ресурс деталей и изделий.

Можно с уверенностью утверждать, что развитие металлургии в некоторой степени объясняется и позитивной динамикой сегмента отрасли - использованием вторичного сырья. При этом переработкой металлолома занимаются и крупные, и мелкие компании.

Мировые тенденции развития металлургии

В последние годы наблюдается чёткое повышение объемов выпуска металлопроката, стали и чугуна. Во многом это объясняется настоящей экспансией Китая, который стал одним из ведущих планетарных игроков на рынке металлургического производства.

При этом различные факторы металлургии позволили Поднебесной отвоевать себе практически 60% всего мирового рынка. Остальную десятку основных производителей составили: Япония (8%), Индия и Соединенные Штаты Америки (6%), Россия и Южная Корея (5%), Германия (3%), Турция, Тайвань, Бразилия (2%).

Если же рассматривать отдельно 2015 год, то наблюдается тенденция снижения активности производителей металлопродукции. Причем самый большой спад отмечен в Украине, где был зафиксирован результат, который на 29,8% ниже прошлогоднего.

Новые технологии в металлургии

Как и любая другая промышленность, металлургия просто немыслима без разработки и внедрения на практике инновационных разработок.

Так, сотрудники Нижегородского государственного университета разработали и начали внедрять в практику новые наноструктурированные износостойкие твердые сплавы, в основе которых лежит карбид вольфрама. Основное направление применения новшества - производство современного металлообрабатывающего инструмента.

Кроме того, в России был модернизирован колосниковый барабан со специальной шаровой насадкой с целью создания новой технологии переработки жидкого шлака. Это мероприятие было выполнено на основе государственного заказа Министерства образования и науки. Такой шаг полностью себя оправдал, поскольку его результаты в итоге превзошли все ожидания.

Крупнейшие предприятия металлургии в мире

• Arcelor Mittal - компания с главным офисом в Люксембурге. Ее доля составляет 10% всего мирового производства стали. В России компании принадлежат шахты Березовская, Первомайская, Анжерская, а также "Северсталь-групп".
• Hebei Iron & Steel - гигант из Китая. Он полностью принадлежит государству. Помимо производства, компания занимается добычей сырья, его транспортировкой и проведением научно-исследовательских работ. На заводах компании используются исключительно новые разработки, и самые современые технологические линии что позволило китайцам научиться производить ультратонкие стальные плиты и сверхтонкий холоднокатанный лист.
• Nippon Steel - представитель Японии. Менеджмент компании, которая начала свою работу еще в 1957 году, стремится к объединению с другим предприятием, именуемым Sumitomo Metal Industries. По мнению экспертов, такое слияние позволит достаточно быстро выйти японцам на первое место в мире, обогнав всех своих конкурентов.